Moderne Oszilloskop-Konzepte zeigen mehr Signaldetails – ENOB als wichtiger Parameter
Fehlersuche mit dem Oszilloskop
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Manueller Betrieb
Es gibt bestimmte Anwendungen, etwa Messungen an A/D-Umsetzern oder in ATE-Systemen sowie spezielle Arten der Datenerfassung, bei denen sowohl eine optimale Auflösung der Signale als auch ein möglichst großes Zeitfenster für die Erfassungsdauer erreicht werden müssen. Hierfür ist es notwendig, dass man alle verfügbaren Werte für Abtastrate und Aufzeichnungslänge einstellen und nutzen kann. Dies kann aber zu Lasten der praktischen 1-2-5-Reihenfolge der Werte für die Zeitablenkung pro Raster-Teilung gehen. Da die Signaldarstellung an die zehn horizontalen Raster-Teile des Displays angepasst wird, kann der Zeitablenkungs-Faktor ebenso gut ungeradzahlig sein.
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Im manuellen Modus ist eine direkte und unabhängige Variation von Abtastrate und Aufzeichnungslänge möglich. Die Aufzeichnungslänge kann direkt mit dem Skalierungs-Drehknopf auf dem vorderen Bedienfeld oder über die Eingabe der Speichertiefe im Horizontal-Menü eingestellt werden. Man kann außerdem die Abtastrate mit dem Drehknopf für die Auflösung auf dem vorderen Bedienfeld oder durch die direkte Eingabe der Abtastrate im Horizontal-Menü verändern.
Der manuelle Modus empfiehlt sich auch, wenn man eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) durchführen muss, z.B. beim Betrachten des Frequenzspektrums eines seriellen Datenstroms. Wenn sich dabei die Zeitbasis-Einstellung im manuellen Modus befindet kann man den Frequenzbereich mit dem Knopf für die Auflösung (Abtastrate) und die Auflösungsbandbreite mit dem Knopf für die horizontale Skalierung (Aufzeichnungslänge) einstellen (hierzu muss im Spektralanalyse-Menü die „FFT für den vollen Frequenzbereich“ eingestellt sein).
Nutzt man die erweiterte Spektralanalyse, kann man die Auflösungsbandbreite und den Frequenzbereich unabhängig von der Zeitbasiseinstellung direkt im Menü einstellen, wenn dazu der Frequenzbereich der Analyse durch ein Zeitfenster (Gating) reduziert wird. Bild 2 zeigt z.B. das Ergebnis der FFT für ein 2,5-Gbit/s-Signal mit 1,3 V Offset. Die Abtastrate ist auf den maximal für eine Echtzeit-Abtastung möglichen Wert gesetzt, um den Einsatz eines Bandbreitenbegrenzungsfilters bei 8 GHz zu ermöglichen. Es ist zu beachten, dass das Gating durchgeführt wird und sehr kurz ist.
Bandbreitenaspekte
Um die Fehlerfreiheit der Messungen bestmöglich zu gewährleisten, muss die Bandbreite des Scopes den zu messenden Signalfrequenzen angepasst sein. Hinsichtlich der Signalgüte ist nicht nur eventuelles Rauschen zu beachten, möglich sein müssen ja auch Messungen von Anstiegs- und Abfallzeiten bzw. Über- und Unterschwingern. Im Allgemeinen betrachtet man eine Bandbreite, die drei- bis fünffach so groß ist wie die Grundfrequenz des erfassten Signals, als einen guten Kompromiss, um auch noch Oberwellen hinreichend gut berücksichtigen zu können.
Für die Fehleranalyse an einem SATA-Datenstrom mit 6 Gbit/s (NRZ-Codierung) wäre beispielsweise ein Oszilloskop mit mindestens 9 GHz oder 15 GHz Bandbreite erforderlich. Bei einem PCI-Express-Gerät mit 2,5 Gbit/s wären nur 4 GHz oder 7 GHz Bandbreite nötig. Wenn auch die kleinsten Signalveränderungen sichtbar gemacht werden sollen, muss man zusätzlich die Verstärkung ändern und unerwünschtes Rauschen oder andere Störeffekte, die von Oszilloskop oder Tastkopf verursacht werden, minimieren.
- Fehlersuche mit dem Oszilloskop
- Betrieb bei konstanter Abtastrate
- Manueller Betrieb
- Auswahl der Bandbreitenbegrenzung
- Fehlersuche mit dem Oszilloskop
- Fehlersuche mit dem Oszilloskop
